Question

為了測(cè)定黃銅屑（有鋅和銅形成的合金）樣品組成，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別取樣和稀硫酸反應(yīng)（稀硫酸的密度為1.17g/mL），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

	甲	乙	丙	丁
取用黃銅屑的質(zhì)量/g	16.0	16.0	16.0	24.0
取用稀硫酸的體積/mL	16.0	32.0	48.0	一定體積
殘留金屬的質(zhì)量/g	13.4	10.8	9.6	16.2

計(jì)算：
（1）16.0g黃銅屑中鋅的質(zhì)量．
（2）丁同學(xué)所加稀硫酸的體積．

Answer 1

解：（1）從甲、乙、丙三位同學(xué)取稀硫酸的體積及殘留金屬的質(zhì)量分析，丙同學(xué)取用硫酸過量．
所以，16.0g黃銅屑中鋅的質(zhì)量為：16.0g-9.6g=6.4g
（2）設(shè)甲同學(xué)消耗硫酸的質(zhì)量為x
H₂SO₄+Zn=ZnSO₄+H₂↑
98 65
x 16.0g-13.4g

x=3.92g
稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=20.9%
丁同學(xué)消耗鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：24.0g-16.2g=7.8g，比丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)16.0g黃銅含銅9.6g，則24．g黃銅含銅14.4g，可知丁同學(xué)所取的一定體積的稀硫酸完全反應(yīng)；設(shè)丁同學(xué)實(shí)驗(yàn)消耗H₂SO₄的質(zhì)量為y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 98
7.8g y
，y=11.76g
所以，丁同學(xué)取用稀硫酸的質(zhì)量為=56.27g
體積為：=48mL
答：（1）16.0g黃銅屑中鋅的質(zhì)量為6.4g；（2）丁同學(xué)所加稀硫酸的體積為48mL．
分析：根據(jù)金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱關(guān)系鋅＞氫＞銅，把黃銅屑放入稀硫酸中，鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，銅不與硫酸反應(yīng)；
根據(jù)甲、乙、丙三位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨稀硫酸量的增加殘留金屬質(zhì)量在減小，且可得知每加入16.0mL稀硫酸金屬質(zhì)量減少16.0g-13.4g=2.6g，但丙同學(xué)的使用48.0mL稀硫酸時(shí)金屬減少量16.0g-9.6g=6.4g＜7.8g（2.6g×3），說明此時(shí)硫酸過量金屬鋅已完全反應(yīng)，殘留金屬為不與硫酸反應(yīng)的銅；而甲、乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)則是硫酸完全反應(yīng)金屬鋅過量；
丁同學(xué)實(shí)驗(yàn)中金屬質(zhì)量減少24.0g-16.2g=7.8g，對(duì)比丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)16.0g黃銅含銅9.6g，則24．g黃銅含銅14.4g，可知丁同學(xué)所取的一定體積的稀硫酸完全反應(yīng)，金屬鋅過量．可根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用消耗金屬鋅的質(zhì)量計(jì)算一定體積稀硫酸的質(zhì)量，再使用m=ρV求出稀硫酸的體積．
點(diǎn)評(píng)：利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中變化量的變化關(guān)系，分析反應(yīng)的進(jìn)行情況，對(duì)后面的計(jì)算時(shí)數(shù)據(jù)選擇起著決定性作用；只有使用物質(zhì)完全反應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算才能得到正確的結(jié)果．